(57)【要約】【課題】  自動処理により検出される検出対象の座標値の修正を手動処理により行う場合に、修正された座標値の連続性を損なうことなく、時間的に滑らかに修正を行うことが可能なオンライン座標値修正装置を提供する。【解決手段】  オンライン座標値修正装置１は、位置検出装置２から、検出座標値とその検出座標値に対する信頼性値とを入力する検出情報入力手段１０と、操作者によって操作される座標指示装置３から、操作者が指示する位置を示す指示座標値と、操作者が座標指示装置３に対して加えた加圧値とを入力する指示情報入力手段２０と、信頼性値と加圧値とに基づいて、検出座標値と指示座標値とを加重合成することで、検出座標値を修正した修正座標値を算出する加重合成手段３０とを備える構成とした。【選択図】      図１
2006244181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置検出装置によって検出された検出対象の位置を示す検出座標値を修正するオンライン座標値修正装置であって、
前記位置検出装置から前記検出座標値を入力する検出情報入力手段と、
操作者によって操作される座標指示装置から、修正を指示する位置を示す指示座標値と、前記操作者が前記座標指示装置に対して加えた加圧値とを入力する指示情報入力手段と、
予め定めた前記検出座標値の確度を示す信頼性値と前記加圧値とに基づいて、前記検出座標値と前記指示座標値とを加重合成することで、前記検出座標値を修正した修正座標値を算出する加重合成手段と、
を備えていることを特徴とするオンライン座標値修正装置。
【請求項２】
位置検出装置から確度を示す信頼性値とともに出力される、検出対象の位置を示す検出座標値を修正するオンライン座標値修正装置であって、
前記位置検出装置から前記検出座標値と前記信頼性値とを入力する検出情報入力手段と、
操作者によって操作される座標指示装置から、前記操作者が指示する位置を示す指示座標値と、前記操作者が前記座標指示装置に対して加えた加圧値とを入力する指示情報入力手段と、
前記信頼性値と前記加圧値とに基づいて、前記検出座標値と前記指示座標値とを加重合成することで、前記検出座標値を修正した修正座標値を算出する加重合成手段と、
を備えていることを特徴とするオンライン座標値修正装置。
【請求項３】
前記加重合成手段は、
予め定めた算出式に基づいて、前記信頼性値から第１重み係数を算出する第１重み係数算出手段と、
予め定めた算出式に基づいて、前記加圧値から第２重み係数を算出する第２重み係数算出手段と、
前記検出座標値と前記第１重み係数との乗算値と、前記指示座標値と前記第２重み係数との乗算値との加算値に対して、前記第１重み係数と前記第２重み係数との加算値を除算することで前記修正座標値を算出する座標値修正手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオンライン座標値修正装置。
【請求項４】
前記加重合成手段は、
前記信頼性値の共分散行列を、前記検出情報入力手段において観測される第１観測共分散行列として算出する第１観測共分散行列算出手段と、
前記加圧値の共分散行列を、前記指示情報入力手段において観測される第２観測共分散行列として算出する第２観測共分散行列算出手段と、
前記検出座標値および前記第１観測共分散行列に基づいて、前記検出対象の位置を示す座標値を含んだ状態ベクトルおよび状態共分散行列を予測した状態ベクトル予測推定値および状態共分散行列予測推定値から、現在の状態を推定した仮状態ベクトルおよび仮状態共分散行列を算出する第１濾波推定手段と、
前記指示座標値および前記第２観測共分散行列に基づいて、前記第１濾波推定手段で算出された仮状態ベクトルおよび仮状態共分散行列を補正した状態ベクトル濾波推定値および状態共分散行列濾波推定値を算出する第２濾波推定手段と、
この第２濾波推定手段によって算出された状態ベクトル濾波推定値および状態共分散行列濾波推定値を遅延し、予め定めた状態遷移規則に基づいて、前記状態ベクトル予測推定値および前記状態共分散行列予測推定値を予測する予測推定手段と、
前記第２濾波推定手段によって算出された状態ベクトル濾波推定値から、前記検出対象の位置を示す座標値を選択し、前記修正座標値とする選択手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオンライン座標値修正装置。
【請求項５】
前記位置検出装置は、映像から前記検出対象の位置を検出するものであって、
前記修正座標値で示される位置に対応する図形を作画する修正座標位置図形作画手段と、
この修正座標位置図形作画手段で作画された図形と、前記映像とを合成する映像合成手段と、
を備えた映像表示手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のオンライン座標値修正装置。
【請求項６】
前記位置検出装置は、映像から前記検出対象の位置を検出するものであって、
前記検出座標値で示される位置に対応する図形を作画する検出座標位置図形作画手段と、
この検出座標位置図形作画手段で作画された図形と、前記映像とを合成する映像合成手段と、
を備えた映像表示手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のオンライン座標値修正装置。
【請求項７】
前記位置検出装置は、映像から前記検出対象の位置を検出するものであって、
前記検出座標値で示される位置に対応する図形を作画する検出座標位置図形作画手段と、
前記修正座標値で示される位置に対応する図形を作画する修正座標位置図形作画手段と、
この修正座標位置図形作画手段で作画された図形と、前記検出座標位置図形作画手段で作画された図形と、前記映像とを合成する映像合成手段と、
を備えた映像表示手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のオンライン座標値修正装置。
【請求項８】
位置検出装置から確度を示す信頼性値とともに出力される、検出対象の位置を示す検出座標値を、操作者によって操作される座標指示装置から出力される指示座標値と、前記座標指示装置に対して加えられた加圧値とに基づいて修正するために、コンピュータを、
前記信頼性値に基づいて、第１重み係数を算出する第１重み係数算出手段、
前記加圧値に基づいて、第２重み係数を算出する第２重み係数算出手段、
前記検出座標値と前記第１重み係数との乗算値と、前記指示座標値と前記第２重み係数との乗算値との加算値に対して、前記第１重み係数と前記第２重み係数との加算値を除算することで前記検出座標値を修正した修正座標値を算出する座標値修正手段、
として機能させることを特徴とするオンライン座標値修正プログラム。
【請求項９】
位置検出装置から確度を示す信頼性値とともに出力される、検出対象の位置を示す検出座標値を、操作者によって操作される座標指示装置から出力される指示座標値と、前記座標指示装置に対して加えられた加圧値とに基づいて修正するために、コンピュータを、
前記信頼性値の共分散行列を、第１観測共分散行列として算出する第１観測共分散行列算出手段、
前記加圧値の共分散行列を、第２観測共分散行列として算出する第２観測共分散行列算出手段、
前記検出座標値および前記第１観測共分散行列に基づいて、前記検出対象の位置を示す座標値を含んだ状態ベクトルおよび状態共分散行列を予測した状態ベクトル予測推定値および状態共分散行列予測推定値から、現在の状態を推定した仮状態ベクトルおよび仮状態共分散行列を算出する第１濾波推定手段、
前記指示座標値および前記第２観測共分散行列に基づいて、前記第１濾波推定手段で算出された仮状態ベクトルおよび仮状態共分散行列を補正した状態ベクトル濾波推定値および状態共分散行列濾波推定値を算出する第２濾波推定手段、
この第２濾波推定手段によって算出された状態ベクトル濾波推定値および状態共分散行列濾波推定値を遅延し、予め定めた状態遷移規則に基づいて、前記状態ベクトル予測推定値および前記状態共分散行列予測推定値を予測する予測推定手段、
前記第２濾波推定手段によって算出された状態ベクトル濾波推定値から、前記検出対象の位置を示す座標値を選択し、前記検出座標値を修正した修正座標値とする選択手段、
として機能させることを特徴とするオンライン座標値修正プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時系列に検出される検出対象の位置を示す検出座標値を修正するオンライン座標値修正装置およびオンライン座標値修正プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像計測等において、時間とともに位置が変化する対象を検出し、その位置を示す座標（検出座標値）を出力する技術（位置検出装置）が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、時間とともに変化する対象を検出する場合、対象が複数存在したり、画像にノイズ等が発生したりすることで、その検出された位置は必ずしも正確であるとはいえない。
そこで、特許文献１に開示されている映像オブジェクト検出・追跡装置では、検出されたオブジェクトの位置の信頼度（確度を示す信頼性値）を、オブジェクト毎に付し、検出対象となるオブジェクトの検出精度を高めている。
【０００３】
しかし、このように検出精度を高めても、１００％の検出精度を得ることはできない。そこで、このような位置検出装置で検出対象を自動で検出する場合、その自動検出された座標値の時系列が所望の結果でないときには、操作者は、自動の検出動作から手動の修正動作に切り替え、マウス、ペンタブレット等のポインティングデバイスによる入力、あるいは、キーボードからの数値入力によって、座標値を修正する必要がある。
なお、手動で画面上の対象の座標位置を指定する際に、操作者が誤差を伴って入力した座標値を、画面内のオブジェクト配置等の情報に基づいて、適応的に修正し、再入力の手間を軽減する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−３５８５２６号公報（段落００１９〜７６、図１）
【特許文献２】特開平８−２７２５２６公報（段落００１７〜００２２、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、自動で行っていた検出動作を手動に切り替えて座標値の修正を行うと、切り替えの前後において、連続性が損なわれるため、検出対象の位置（座標）の「飛び」が発生し、時間的な滑らかさが失われてしまうという問題がある。また、逆に、手動処理から自動処理に切り替える場合においても、同様に連続性が損なわれてしまう。
例えば、検出対象の位置（座標）を映像とともに放送する場合に、座標値の連続性が損なわれると、視聴者に対して、放送局側あるいはテレビ受像機において故障が発生したのではないかと思わせてしまうという問題がある。
一方、特許文献２に記載の技術は、手動処理と自動処理とを連携させてはいるものの、入力した座標値を対象（オブジェクト）の座標位置に修正するものであって、検出対象の位置を滑らかに繋ぐことを目的とはしていない。すなわち、特許文献２に記載の技術においても、手動により座標値の修正を行うと、座標値の連続性が損なわれ、時間的な滑らかさが失われてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであり、自動処理により検出される検出対象の座標値を、手動処理により修正する場合であっても、検出対象の座標値の修正を、連続性を損なうことなく、時間的に滑らかに行うことを可能にしたオンライン座標値修正装置およびオンライン座標値修正プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、まず、請求項１に記載のオンライン座標値修正装置は、位置検出装置によって検出された検出対象の位置を示す検出座標値を修正するオンライン座標値修正装置であって、検出情報入力手段と、指示情報入力手段と、加重合成手段とを備える構成とした。
【０００７】
かかる構成において、オンライン座標値修正装置は、検出情報入力手段によって、位置検出装置から時系列に検出座標値を入力し、指示情報入力手段によって、操作者が操作する座標指示装置から出力される指示座標値と、操作者がその座標指示装置に対して加えた加圧値とを入力する。
この位置検出装置は、検出対象の位置を座標値（検出座標値）として出力するものであれば何でもよい。例えば、この位置検出装置は、映像から被写体を検出し、その位置を示す座標値を出力するものや、ＧＰＳ衛星からの電波、タイヤの回転速度、ジャイロセンサ情報等に基づいて、車両やロボットを検出し、その位置を示す座標値を出力するものであってもよい。
【０００８】
しかし、この検出座標値は、ノイズ等によって誤った位置を示す場合がある。そこで、オンライン座標値修正装置は、操作者が指し示す位置（指示座標値）に座標値を修正するように動作する。このとき、オンライン座標値修正装置は、加重合成手段によって、予め定めた検出座標値の確度を示す信頼性値と加圧値とに基づいて、検出座標値と指示座標値とを加重合成することで、検出座標値を修正した修正座標値を算出する。
これによって、操作者が座標指示装置に対して強く圧力を加えるほど、検出座標値は指示座標値に近い位置に修正されることになる。例えば、座標指示装置を筆圧感知機能付きのペンタブレット装置とすることで、オンライン座標値修正装置は、その筆圧値（加圧値）に応じて、検出座標値が修正されることになる。
【０００９】
なお、信頼性値は、使用する位置検出装置の精度が高い場合は高い値に、精度が低い場合は低い値に予め設定しておく。これによって、同じ加圧値が入力された場合であっても、信頼性値が高い場合は検出座標値の修正量が少なく、信頼性値が低い場合は検出座標値の修正量が多くなる。
【００１０】
また、請求項２に記載のオンライン座標値修正装置は、位置検出装置から確度を示す信頼性値とともに出力される、検出対象の位置を示す検出座標値を修正するオンライン座標値修正装置であって、検出情報入力手段と、指示情報入力手段と、加重合成手段とを備える構成とした。
【００１１】
かかる構成において、オンライン座標値修正装置は、検出情報入力手段によって、位置検出装置から時系列に検出座標値と信頼性値とを入力し、指示情報入力手段によって、操作者が操作する座標指示装置から出力される指示座標値と、操作者がその座標指示装置に対して加えた加圧値とを入力する。
そして、オンライン座標値修正装置は、加重合成手段によって、信頼性値と加圧値とに基づいて、検出座標値と指示座標値とを加重合成することで、検出座標値を修正した修正座標値を算出する。
これによって、信頼性値が高い場合は検出座標値の修正量が少なく、加圧値が高い場合は検出座標値の修正量が多くなる。
【００１２】
さらに、請求項３に記載のオンライン座標値修正装置は、請求項１または請求項２に記載のオンライン座標値修正装置において、前記加重合成手段が、第１重み係数算出手段と、第２重み係数算出手段と、座標値修正手段とを備える構成とした。
【００１３】
かかる構成において、オンライン座標値修正装置は、第１重み係数算出手段によって、予め定めた算出式により、加重合成を行うための信頼性値の重みを第１重み係数として算出する。例えば、この算出式は、信頼性値が高いほど重み係数の値を大きくし、信頼性値が低いほど重み係数の値を小さくするものとする。
また、オンライン座標値修正装置は、第２重み係数算出手段によって、予め定めた算出式により、加重合成を行うための加圧値の重みを第２重み係数として算出する。例えば、この算出式は、加圧値が高いほど重み係数の値を大きくし、加圧値が低いほど重み係数の値を小さくするものとする。
【００１４】
そして、オンライン座標値修正装置は、座標値修正手段によって、検出座標値と第１重み係数との乗算値と、指示座標値と第２重み係数との乗算値との加算値に対して、第１重み係数と第２重み係数との加算値を除算することで修正座標値を算出する。
これによって、修正座標値は、検出座標値と指示座標値に対して、第１重み係数と第２重み係数との比に対応して比例案分された座標値として算出されることになる。
【００１５】
また、請求項４に記載のオンライン座標値修正装置は、請求項１または請求項２に記載のオンライン座標値修正装置において、前記加重合成手段が、第１観測共分散行列算出手段と、第２観測共分散行列算出手段と、第１濾波推定手段と、第２濾波推定手段と、予測推定手段と、選択手段とを備える構成とした。
【００１６】
かかる構成において、オンライン座標値修正装置は、第１観測共分散行列算出手段によって、信頼性値の共分散行列を、検出情報入力手段において観測される第１観測共分散行列として算出する。なお、信頼性値が高い場合に共分散行列の成分の値を小さくし、信頼性値が低い場合に共分散行列の成分の値を大きくすることで、信頼性値を、共分散行列で表すことができる。
また、オンライン座標値修正装置は、第２観測共分散行列算出手段によって、信頼性値と同様に、加圧値の共分散行列を、指示情報入力手段において観測される第２観測共分散行列として算出する。
【００１７】
そして、オンライン座標値修正装置は、第１濾波推定手段によって、検出座標値および第１観測共分散行列に基づいて、検出対象の位置を示す座標値を含んだ状態ベクトルおよび状態共分散行列を予測した状態ベクトル予測推定値および状態共分散行列予測推定値から、現在の状態（状態ベクトルの各成分）を推定した仮状態ベクトルおよび仮状態共分散行列を算出する。
なお、状態ベクトルには、検出対象の位置だけでなく、その検出対象が移動する単位時間あたりの移動量（速度）等を含ませることで、推定の精度を高めることができる。
このように、第１濾波推定手段は、１時点前の情報により予測された状態ベクトル予測推定値および状態共分散行列予測推定値から、現時点で観測された情報である検出座標値および第１観測共分散行列に基づいて、現在の状態を推定（濾波）するカルマンフィルタの濾波推定部として機能する。
【００１８】
また、オンライン座標値修正装置は、第２濾波推定手段によって、指示座標値および第２観測共分散行列に基づいて、仮状態ベクトルおよび仮状態共分散行列を補正した状態ベクトル濾波推定値および状態共分散行列濾波推定値を算出する。
すなわち、第２濾波推定手段は、第１濾波推定手段で推定された仮状態ベクトルおよび仮状態共分散行列から、現時点で観測された情報である指示座標値および第２観測共分散行列に基づいて、さらに、現在の状態を推定（濾波）するカルマンフィルタの濾波推定部として機能する。
【００１９】
そして、オンライン座標値修正装置は、予測推定手段によって、第２濾波推定手段で算出された状態ベクトル濾波推定値および状態共分散行列濾波推定値を遅延し、予め定めた状態遷移規則に基づいて、状態ベクトル予測推定値および状態共分散行列予測推定値を予測する。すなわち、予測推定手段は、１時点前の状態ベクトルおよび状態共分散行列から、現時点の状態ベクトルおよび状態共分散行列を予測する。この予測結果である状態ベクトル予測推定値および状態共分散行列予測推定値は、第１濾波推定手段の濾波推定に利用される。これによって、オンライン座標値修正装置は、濾波推定処理と予測推定処理とにおいてループを形成し、逐次状態ベクトルと状態共分散行列とが推定されることになる。
【００２０】
また、第２濾波推定手段で算出された状態ベクトル濾波推定値（状態ベクトル）には、常に検出座標値が修正された値が含まれることになる。
そこで、オンライン座標値修正装置は、選択手段によって、第２濾波推定手段で算出された状態ベクトル濾波推定値（状態ベクトル）から、検出対象の位置（検出座標値）を選択し、修正座標値とする。
【００２１】
さらに、請求項５に記載のオンライン座標値修正装置は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のオンライン座標値修正装置において、前記位置検出装置は、映像から前記検出対象の位置を検出するものであって、修正座標位置図形作画手段と、映像合成手段とを備えた映像表示手段を備える構成とした。
【００２２】
かかる構成において、オンライン座標値修正装置は、映像表示手段における修正座標位置図形作画手段によって、修正座標値で示される位置に対応する図形を作画する。なお、この図形は、位置を視覚的に特定することができる図形であれば、点、直線、矩形等その形状は問わない。
また、オンライン座標値修正装置は、映像表示手段における映像合成手段によって、修正座標位置図形作画手段で作画された図形と、位置検出装置が位置検出を行った映像とを合成する。これによって、オンライン座標値修正装置は、修正された位置が、映像内のどの位置に対応するのかを操作者に視覚的に提示する。
【００２３】
また、請求項６に記載のオンライン座標値修正装置は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のオンライン座標値修正装置において、前記位置検出装置は、映像から前記検出対象の位置を検出するものであって、検出座標位置図形作画手段と、映像合成手段とを備えた映像表示手段を備える構成とした。
【００２４】
かかる構成において、オンライン座標値修正装置は、映像表示手段における検出座標位置図形作画手段によって、検出座標値で示される位置に対応する図形を作画する。そして、オンライン座標値修正装置は、映像表示手段における映像合成手段によって、検出座標位置図形作画手段で作画された図形と、位置検出装置が位置検出を行った映像とを合成する。これによって、オンライン座標値修正装置は、位置検出装置が映像内のどの位置で検出対象を検出したかを操作者に視覚的に提示する。
【００２５】
また、請求項７に記載のオンライン座標値修正装置は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のオンライン座標値修正装置において、前記位置検出装置は、映像から前記検出対象の位置を検出するものであって、検出座標位置図形作画手段と、修正座標位置図形作画手段と、映像合成手段とを備えた映像表示手段を備える構成とした。
【００２６】
かかる構成において、オンライン座標値修正装置は、映像表示手段における検出座標位置図形作画手段によって、検出座標値で示される位置に対応する図形を作画し、映像表示手段における修正座標位置図形作画手段によって、修正座標値で示される位置に対応する図形を作画する。そして、オンライン座標値修正装置は、映像表示手段における映像合成手段によって、検出座標位置図形作画手段で作画された図形と、修正座標位置図形作画手段で作画された図形と、位置検出装置が位置検出を行った映像とを合成する。
これによって、オンライン座標値修正装置は、位置検出装置が映像内のどの位置で検出対象を検出したか、また、その位置がどの位置に修正されたかを操作者に視覚的に提示する。
【００２７】
さらに、請求項８に記載のオンライン座標値修正プログラムは、位置検出装置から確度を示す信頼性値とともに出力される、検出対象の位置を示す検出座標値を、操作者によって操作される座標指示装置から出力される指示座標値と、前記座標指示装置に対して加えられた加圧値とに基づいて修正するために、コンピュータを、第１重み係数算出手段、第２重み係数算出手段、座標値修正手段として機能させる構成とした。
【００２８】
かかる構成において、オンライン座標値修正プログラムは、第１重み係数算出手段によって、加重合成を行うための信頼性値の重みを第１重み係数として算出する。例えば、信頼性値が高いほど重み係数の値を大きくし、信頼性値が低いほど重み係数の値を小さくする。
また、オンライン座標値修正装置は、第２重み係数算出手段によって、加重合成を行うための加圧値の重みを第２重み係数として算出する。例えば、加圧値が高いほど重み係数の値を大きくし、加圧値が低いほど重み係数の値を小さくする。
そして、オンライン座標値修正装置は、座標値修正手段によって、検出座標値と第１重み係数との乗算値と、指示座標値と第２重み係数との乗算値との加算値に対して、第１重み係数と第２重み係数との加算値を除算することで修正座標値を算出する。
これによって、修正座標値は、検出座標値と指示座標値に対して、第１重み係数と第２重み係数との比に対応して比例案分された座標値として算出されることになる。
【００２９】
また、請求項９に記載のオンライン座標値修正プログラムは、位置検出装置から確度を示す信頼性値とともに出力される、検出対象の位置を示す検出座標値を、操作者によって操作される座標指示装置から出力される指示座標値と、前記座標指示装置に対して加えられた加圧値とに基づいて修正するために、コンピュータを、第１観測共分散行列算出手段、第２観測共分散行列算出手段、第１濾波推定手段、第２濾波推定手段、予測推定手段、選択手段として機能させる構成とした。
【００３０】
かかる構成において、オンライン座標値修正プログラムは、第１観測共分散行列算出手段によって、信頼性値の共分散行列を第１観測共分散行列として算出する。また、オンライン座標値修正プログラムは、第２観測共分散行列算出手段によって、加圧値の共分散行列を第２観測共分散行列として算出する。
そして、オンライン座標値修正プログラムは、第１濾波推定手段によって、検出座標値および第１観測共分散行列に基づいて、検出対象の位置を示す座標値を含んだ状態ベクトルおよび状態共分散行列を予測した状態ベクトル予測推定値および状態共分散行列予測推定値から、現在の状態（状態ベクトルの各成分）を推定した仮状態ベクトルおよび仮状態共分散行列を算出する。
また、オンライン座標値修正プログラムは、第２濾波推定手段によって、指示座標値および第２観測共分散行列に基づいて、仮状態ベクトルおよび仮状態共分散行列を補正した状態ベクトル濾波推定値および状態共分散行列濾波推定値を算出する。
【００３１】
そして、オンライン座標値修正プログラムは、予測推定手段によって、第２濾波推定手段で算出された状態ベクトル濾波推定値および状態共分散行列濾波推定値を遅延し、予め定めた状態遷移規則に基づいて、状態ベクトル予測推定値および状態共分散行列予測推定値を予測する。さらに、オンライン座標値修正プログラムは、選択手段によって、第２濾波推定手段で算出された状態ベクトル濾波推定値（状態ベクトル）から、検出対象の位置（検出座標値）を選択し、修正座標値とする。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１に記載の発明によれば、位置検出装置によって自動検出された検出座標値を、操作者が座標指示装置によって指示する指示座標値によって修正を行うため、自動検出中においても位置の修正が可能になる。また、本発明は、座標指示装置に対して加えられた加圧値に基づいて検出座標値の修正を行うため、操作者が加圧値を制御することで、急激に修正座標を変化させることなく、時間的に滑らかに座標値の修正を行うことができる。
【００３３】
請求項２に記載の発明によれば、位置検出装置によって自動検出された検出座標値の信頼性値と、操作者が座標指示装置に対して加えた加圧値とに基づいて、検出座標値と指示座標値とを比例案分することで修正座標値を算出するため、この修正座標値は、一度に指示座標値に修正されることがない。このため、時間的に滑らかに修正を行うことができる。
【００３４】
請求項３または請求項８に記載の発明によれば、位置検出装置によって自動検出された検出座標値と、操作者が座標指示装置によって指示する指示座標値とを、信頼性値と加圧値との比による単純な四則演算のみで算出することができるため、構成の単純化や、処理の高速化を実現することができる。
【００３５】
請求項４または請求項９に記載の発明によれば、座標の修正を、濾波および予測の各処理によって、回帰型処理で実現している。このため、位置検出装置によって自動検出された検出座標値や、操作者が座標指示装置によって指示する指示座標値のいずれか一方または両方が一時的に欠落しても、時系列の修正座標値が出力されるため、修正座標値が大きく変化することがなく、時間的に滑らかな修正座標値が出力される。
【００３６】
請求項５に記載の発明によれば、操作者が、映像内において、修正された修正座標値を図形によって視覚的に確認することができるため、その位置の正誤を素早く認識することができ、操作性を高めることができる。
【００３７】
請求項６に記載の発明によれば、操作者が、映像内において、位置検出装置によって自動検出された検出座標値を図形によって視覚的に確認することができるため、操作者は、映像を見ながら操作を行うことができ、操作性を高めることができる。
【００３８】
請求項７に記載の発明によれば、操作者が、映像内において、位置検出装置によって自動検出された検出座標値と修正された修正座標値とを図形によって、映像上で確認することができるため、座標値の修正作業の操作性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
≪第１の実施の形態≫
［オンライン座標値修正装置の構成］
まず、図１を参照して、オンライン座標値修正装置の構成について説明する。図１は、本発明における第１の実施の形態に係るオンライン座標値修正装置の構成を示すブロック図である。
図１に示したオンライン座標値修正装置１は、位置検出装置２から出力される検出対象の位置を示す検出座標値を修正するものである。なお、オンライン座標値修正装置１には、位置検出装置２以外に、座標指示装置３と、表示装置４とが接続されている。
【００４０】
位置検出装置２は、検出対象の位置を示す検出座標値を時系列に出力するものである。なお、ここでは、位置検出装置２は、映像から、その映像に含まれるオブジェクト（検出対象）を検出するものとし、そのオブジェクトの検出座標値と、その確度を示す信頼性値とを出力することとする。例えば、位置検出装置２は、特開２００２−３５８５２６号公報で開示されている映像オブジェクト検出・追跡装置を用い、映像オブジェクト検出・追跡装置で検出される推定位置を検出座標値とし、その推定位置の信頼度を信頼性値とする。なお、この検出座標値および信頼性値は、１次元の値であってもよいし、多次元のベクトル値であってもよい。
【００４１】
座標指示装置３は、操作者が指示した座標を検出するとともに、操作者が当該座標指示装置３に対して加えた圧力の強さを示す加圧値を検出し、その座標である指示座標値と加圧値とを出力するものである。例えば、座標指示装置３は、筆圧感知機能付きのペンタブレット装置や、タッチパネル装置を用い、検出された２次元座標値を指示座標値とし、筆圧値を加圧値とする。なお、指示座標値は、２次元座標値のうちの１つである１次元座標値のみとしてもよいし、２次元座標を幾何変換することで、１次元乃至多次元の座標とすることとしてもよい。また、加圧値は、ペンタブレット装置におけるスタイラスペンにおいて検知される圧力値を用いてもよいし、タッチパネル装置において、スタイラスペン、タッチパネル装置本体、あるいは操作者の身体に装着された圧力センサによって検知された圧力値を用いることとしてもよい。
【００４２】
表示装置４は、ブラウン管、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等の一般的な表示手段であって、位置検出装置２が検出を行うための映像や、位置検出装置２において検出された検出座標値や、オンライン座標値修正装置１において修正された修正座標値を表示するものである。なお、表示装置４は、例えば、タブレット（座標指示装置３）が一体化された液晶ディスプレイ装置としてもよい。また、表示装置４は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等の表示デバイス上に、透明または半透明のタッチパネル（座標指示装置）を備える構成であってもよい。
【００４３】
以下、オンライン座標値修正装置１の構成について詳細に説明を行う。ここでは、オンライン座標値修正装置１は、検出情報入力手段１０と、指示情報入力手段２０と、加重合成手段３０と、映像表示手段４０とを備えている。
【００４４】
検出情報入力手段１０は、位置検出装置２において映像から検出された、オブジェクトの検出座標値と、その信頼性値とを入力するものである。この入力された検出座標値と信頼性値とは、加重合成手段３０に出力される。なお、検出座標値は、映像表示手段４０にも出力される。
【００４５】
指示情報入力手段２０は、操作者によって操作された座標指示装置３において検出された指示座標値と加圧値（以下、筆圧値とする）とを入力するものである。この入力された指示座標値と筆圧値とは、加重合成手段３０に出力される。
【００４６】
加重合成手段３０は、検出情報入力手段１０から入力された信頼性値と、指示情報入力手段２０から入力された筆圧値とに基づいて、検出情報入力手段１０から入力された検出座標値と、指示情報入力手段２０から入力された指示座標値とを加重合成することで、検出座標値を修正した修正座標値を算出するものである。ここでは、加重合成手段３０は、第１重み係数算出手段３１と、第２重み係数算出手段３２と、座標値修正手段３３とを備えている。
【００４７】
第１重み係数算出手段３１は、検出情報入力手段１０から入力された信頼性値に基づいて、第１重み係数を算出するものである。例えば、第１重み係数算出手段３１は、信頼性値の取り得る最小値から最大値までの値を、“０”から“１”の範囲の値に変換する。
すなわち、第１重み係数算出手段３１は、信頼性値をｒ、その信頼性値ｒが高い場合に大きなスカラ量を出力する関数（第１重み係数算出関数）をｆ（ｒ）としたとき、第１重み係数ｗaを、以下の式（１）により算出する。なお、第１重み係数ｗaの値は、“０”以上であるとする。
【００４８】
【数１】
2006244181.tif 000003
【００４９】
この第１重み係数算出手段３１で算出された第１重み係数は、座標値修正手段３３に出力される。
【００５０】
第２重み係数算出手段３２は、指示情報入力手段２０から入力された筆圧値に基づいて、第２重み係数を算出するものである。例えば、第２重み係数算出手段３２は、筆圧値の取り得る最小値から最大値までの値を、“０”から“１”の範囲の値に変換する。
すなわち、第２重み係数算出手段３２は、筆圧値をｐ、その筆圧値ｐが高い場合に大きなスカラ量を出力する関数（第２重み係数算出関数）をｇ（ｐ）としたとき、第２重み係数ｗmを、以下の式（２）により算出する。なお、第２重み係数ｗmの値は、“０”以上であるとする。ただし、ｗa＋ｗm＞０とする。
【００５１】
【数２】
2006244181.tif 000004
【００５２】
なお、ここでは、式（２）は、筆圧値ｐが高い場合に大きなスカラ量を出力することとして説明を行ったが、例えば、ペンタブレット（座標指示装置３）に常に筆圧を加えておき、指示を行いたいときに、筆圧を減らすような動作を行わせたいときは、式（２）は、筆圧値ｐが低い場合に大きなスカラ量を出力する関数とする。
この第２重み係数算出手段３２で算出された第２重み係数は、座標値修正手段３３に出力される。
【００５３】
座標値修正手段３３は、第１重み係数算出手段３１および第２重み係数算出手段３２からそれぞれ入力された第１重み係数および第２重み係数に基づいて、検出情報入力手段１０および指示情報入力手段２０からそれぞれ入力された検出座標値および指示座標値を比例案分することで、検出座標値を修正した修正座標値を算出するものである。
すなわち、座標値修正手段３３は、検出座標値をｙa、指示座標値をｙmとしたとき、第１重み係数ｗaおよび第２重み係数ｗmを用いて、修正座標値ｙoutを以下の式（３）により算出する。
【００５４】
【数３】
2006244181.tif 000005
【００５５】
この座標値修正手段３３で算出された修正座標値は、オンライン座標値修正装置１において修正された座標として、外部に出力される。なお、修正座標値は、映像表示手段４０にも出力される。
これによって、操作者が座標指示装置３の操作において、筆圧をより強くすることで、検出座標値は、操作者が指示した位置により近づく方向に修正（大きく修正）される。また、筆圧を弱くすることで、検出座標値に対する修正量は小さくなる。
【００５６】
映像表示手段４０は、オンライン座標値修正装置１において修正される座標を視覚的に提示するものである。ここでは、映像表示手段４０は、検出座標位置図形作画手段４１と、修正座標位置図形作画手段４２と、映像合成手段４３とを備えている。
【００５７】
検出座標位置図形作画手段４１は、検出情報入力手段１０から入力された検出座標値に対応する位置を示す図形を、図示を省略したメモリ（ビデオメモリ等）に作画するものである。これによって、位置検出装置２が検出した検出対象の位置を視覚的に示すことが可能になる。
【００５８】
修正座標位置図形作画手段４２は、加重合成手段３０の座標値修正手段３３から入力された修正座標値に対応する位置を示す図形を、図示を省略したメモリ（ビデオメモリ等）に作画するものである。これによって、検出座標値が修正された位置を視覚的に示すことが可能になる。
【００５９】
映像合成手段４３は、検出座標位置図形作画手段４１および修正座標位置図形作画手段４２において、図示を省略したメモリに作画された図形を、位置検出装置２に入力された映像と同一の映像に対して合成し、外部の表示装置４に出力するものである。
これによって、位置検出装置２が検出した検出対象の位置および検出座標値が修正された位置が表示装置４の画面上に表示されることになり、操作者は、視覚的にその修正が正しいかどうかを確認することができる。
【００６０】
ここで、図５を参照（適宜図１参照）して、オンライン座標値修正装置１が、表示装置４に表示する映像について説明する。図５は、オンライン座標値修正装置が表示装置に表示する表示画面の例を示す図である。
図５に示すように、ここでは、一例として、サッカー競技場を撮影した映像を表示した例を示している。また、ここでは、位置検出装置２は、映像上の選手（図示せず）を追跡することで、オフサイドラインの位置を検出し、逐次、オフサイドラインのサイドライン方向の座標を検出座標値とし、その信頼性値とともに出力するものとしている。
【００６１】
すなわち、オンライン座標値修正装置１は、位置検出装置２が検出したオフサイドラインの位置である検出座標値に基づいて作画された検出座標図形Ｌa（ここでは、破線の線分）を、表示画面Ｄ上に表示する。これによって、操作者は、位置検出装置２が検出したオフサイドラインの位置を確認しながら操作を行うことができる。
また、オンライン座標値修正装置１は、修正座標値に基づいて作画された修正座標図形Ｌout（ここでは、実線の線分）を、表示画面Ｄ上に表示する。これによって、操作者は、位置修正後におけるオフサイドラインの位置の正誤を視覚的に確認することができる。
【００６２】
このようにオンライン座標値修正装置１を構成することで、オンライン座標値修正装置１は、位置検出装置２によって検出された検出対象の位置（検出座標値）と、操作者が座標指示装置３によって指示した位置（指示座標値）とを、信頼性値と筆圧値（加圧値）とに基づいて比例案分するため、修正座標値が、検出座標値から指示座標値に一度に変化することがない。このため、検出座標値は、操作者の筆圧の変化に伴って、滑らかに修正が行われることになる。
【００６３】
なお、オンライン座標値修正装置１は、一般的なコンピュータを、前記した各手段として機能させることで実現することができる。このプログラム（オンライン座標値修正プログラム）は、通信回線を介して配布することも可能であるし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。
【００６４】
以上、本発明に係るオンライン座標値修正装置の構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、位置検出装置２が信頼性値を出力せず、時系列に検出座標値のみを出力するものである場合、検出情報入力手段１０は、検出座標値のみを入力し、第１重み係数算出手段３１では、予め定めた検出座標値の信頼性値により、第１重み係数として固定の重み係数を出力することとする。例えば、前記式（３）において、第１重み係数ｗaを“０．５”とする。
【００６５】
また、映像表示手段４０において、映像合成手段４３が、検出座標位置図形作画手段４１で作画された図形と、修正座標位置図形作画手段４２で作画された図形との両方を映像に合成することとしたが、いずれか一方のみを映像と合成することとしてもよい。この場合、検出座標位置図形作画手段４１または修正座標位置図形作画手段４２のいずれか一方を構成から省略することとしてもよい。
【００６６】
また、ここでは、加重合成手段３０において、信頼性値および筆圧値から重み係数を算出し、その重み係数に基づく比例案分により、検出座標値を修正することとしたが、信頼性値および筆圧値の共分散に基づいて、検出座標値を修正することとしてもよい。なお、この信頼性値および筆圧値の共分散に基づいて、検出座標値を修正するオンライン座標値修正装置については、第２の実施の形態として、後で詳細に説明を行う。
【００６７】
［オンライン座標値修正装置の動作］
次に、図２を参照（構成については、適宜図１参照）して、オンライン座標値修正装置の動作について説明する。図２は、本発明における第１の実施の形態に係るオンライン座標値修正装置の動作を示すフローチャートである。ここでは、オンライン座標値修正装置１において修正座標値を算出する加重合成手段３０の動作を主に説明することとする。
【００６８】
まず、オンライン座標値修正装置１は、検出情報入力手段１０において、位置検出装置２から、検出対象の位置である検出座標値と、その確度を示す信頼性値とが入力されたかどうかを判定し（ステップＳ１）、入力されるまで待機する（ステップＳ１でＮｏ）。
そして、オンライン座標値修正装置１は、検出座標値と信頼性値とが入力された段階（ステップＳ１でＹｅｓ）で、加重合成手段３０の第１重み係数算出手段３１によって、信頼性値から第１重み係数を前記式（１）により算出する（ステップＳ２）。
【００６９】
また、オンライン座標値修正装置１は、指示情報入力手段２０において、座標指示装置３から、操作者が指示した位置である指示座標値と、筆圧の強さを示す筆圧値とが入力されたかどうかを判定する（ステップＳ３）。
そして、オンライン座標値修正装置１は、指示座標値と筆圧値とが入力された場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、加重合成手段３０の第２重み係数算出手段３２によって、筆圧値から第２重み係数を前記式（２）により算出し（ステップＳ４）、ステップＳ６に進む。
一方、指示座標値と筆圧値とが入力されていない場合（ステップＳ３でＮｏ）、オンライン座標値修正装置１は、座標値修正手段３３において、第２重み係数に“０”を設定する（ステップＳ５）。
【００７０】
そして、オンライン座標値修正装置１は、座標値修正手段３３によって、ステップＳ２で算出された第１重み係数と、ステップＳ４で算出された（またはステップＳ５で設定された）第２重み係数との比により、検出情報入力手段１０および指示情報入力手段２０からそれぞれ入力された検出座標値および指示座標値を、前記式（３）に示すように比例案分することで、検出座標値を修正した修正座標値を算出し、出力する（ステップＳ６）。そして、オンライン座標値修正装置１は、ステップＳ１に戻って動作を継続する。
これによって、オンライン座標値修正装置１は、時系列に入力される検出座標値を、操作者が操作する座標指示装置３における筆圧の変化に伴って、滑らかに修正することができる。
【００７１】
なお、フローチャートとしては図示していないが、オンライン座標値修正装置１は、検出座標値が入力された段階で、検出座標位置図形作画手段４１によって、検出座標値に対応する位置を示す図形を、図示を省略したメモリに描画する。また、オンライン座標値修正装置１は、ステップＳ６において、修正座標値が算出された段階で、修正座標位置図形作画手段４２によって、修正座標値に対応する位置を示す図形をメモリに描画する。
【００７２】
そして、オンライン座標値修正装置１は、映像合成手段４３によって、メモリ上に描画された図形を、位置検出装置２に入力された映像と同一の映像に対して合成し、外部の表示装置４に出力する。
これによって、操作者は検出座標値および修正座標値の位置を視認することができる。
【００７３】
≪第２の実施の形態≫
［オンライン座標値修正装置の構成］
次に、図３を参照して、第２の実施の形態に係るオンライン座標値修正装置の構成について説明する。図３は、本発明における第２の実施の形態に係るオンライン座標値修正装置の構成を示すブロック図である。この第２の実施の形態に係るオンライン座標値修正装置１Ｂは、図１で説明したオンライン座標値修正装置１と比較して、加重合成手段３０（３０Ｂ）のみが異なっているため、ここでは、その異なる構成となる加重合成手段についてのみ説明を行う。また、加重合成手段以外の構成については、オンライン座標値修正装置１と同一であるため、適宜図１を参照することとし、図示および説明を省略する。
【００７４】
加重合成手段３０Ｂは、検出情報入力手段１０から入力された信頼性値と、指示情報入力手段２０から入力された筆圧値とのそれぞれの共分散に基づいて、検出情報入力手段１０から入力された検出座標値と、指示情報入力手段２０から入力された指示座標値とを加重合成することで、検出座標値を修正した修正座標値を算出するものである。ここでは、加重合成手段３０Ｂは、第１観測共分散行列算出手段３１Ｂと、第２観測共分散行列算出手段３２Ｂと、座標値修正手段３３Ｂとを備えている。
【００７５】
第１観測共分散行列算出手段（第１重み係数算出手段）３１Ｂは、検出情報入力手段１０から入力された信頼性値から、第１重み係数となる共分散（第１観測共分散行列）を算出するものである。例えば、第１観測共分散行列算出手段３１Ｂは、以下の式（４）により、信頼性値ｒを第１観測共分散行列Ｒaに変換する。
【００７６】
【数４】
2006244181.tif 000006
【００７７】
この関数Ｊ（ｒ）は、半正定値行列（固有値がすべて“０”以上）を出力する関数（第１観測共分散行列算出関数）とする。例えば、検出座標値が２次元（例えば、ｘ座標値、ｙ座標値）の場合、関数Ｊ（ｒ）は、２行２列の半正定値行列とする。
また、検出座標値がＮ次元の場合、関数Ｊ（ｒ）は、以下の式（５）に示すＮ行Ｎ列のような対角行列を用いることができる。
【００７８】
【数５】
2006244181.tif 000007
【００７９】
なお、ｆk（ｒ）（ｋ＝１，２，…，Ｎ）は、検出座標値の第ｋ成分の信頼性値ｒの分散を示し、分散値が小さいほど、信頼性が高いといえる。そこで、すべてのｋにおいて、ｆk（ｒ）＞０とし、信頼性値ｒが、検出座標値の第ｋ成分の信頼性が高いことを表す場合には、ｆk（ｒ）に小さな値を設定するものとする。例えば、ｆk（ｒ）は、検出座標値の第ｋ成分の信頼性値ｒが取り得る最大値から最小値までの値を、“０”から“１”の範囲で設定する。
この第１観測共分散行列算出手段３１Ｂで算出された第１観測共分散行列は、座標値修正手段３３Ｂに出力される。
【００８０】
第２観測共分散行列算出手段（第２重み係数算出手段）３２Ｂは、指示情報入力手段２０から入力された筆圧値から、第２重み係数となる共分散（第２観測共分散行列）を算出するものである。例えば、第２観測共分散行列算出手段３２Ｂは、以下の式（６）により、筆圧値ｐを第２観測共分散行列Ｒmに変換する。
【００８１】
【数６】
2006244181.tif 000008
【００８２】
この関数Ｇ（ｐ）は、半正定値行列（固有値がすべて“０”以上）を出力する関数（第２観測共分散行列算出関数）とする。例えば、指示座標値が２次元（例えば、ｘ座標値、ｙ座標値）の場合、関数Ｇ（ｐ）は、２行２列の半正定値行列とする。
また、指示座標値がＮ次元の場合、関数Ｇ（ｐ）は、以下の式（７）に示すＮ行Ｎ列のような対角行列を用いることができる。
【００８３】
【数７】
2006244181.tif 000009
【００８４】
なお、ｇk（ｐ）（ｋ＝１，２，…，Ｎ）は、指示座標値の第ｋ成分の筆圧値ｐの分散を示し、すべてのｋにおいて、ｇk（ｐ）＞０とする。そして、筆圧値ｐが高い場合には、ｇk（ｐ）に小さな値を設定するものとする。例えば、ｇk（ｐ）は、指示座標値の第ｋ成分の筆圧値ｐが取り得る最大値から最小値までの値を、“０”から“１”の範囲で設定する。
【００８５】
また、ここでは、式（７）のｇk（ｐ）は、筆圧値ｐが高い場合に小さな値を設定することとして説明を行ったが、例えば、ペンタブレット（座標指示装置３）に常に筆圧を加えておき、指示を行いたいときに、筆圧を減らすような動作を行わせたいときは、ｇk（ｐ）は、筆圧値ｐが低い場合に大きな値を設定することとする。
この第２観測共分散行列算出手段３２Ｂで算出された第２観測共分散行列は、座標値修正手段３３Ｂに出力される。
【００８６】
座標値修正手段３３Ｂは、第１観測共分散行列算出手段３１Ｂおよび第２観測共分散行列算出手段３２Ｂからそれぞれ入力（観測）された第１観測共分散行列および第２観測共分散行列に基づいて、検出情報入力手段１０および指示情報入力手段２０からそれぞれ入力された検出座標値および指示座標値を合成することで、検出座標値を修正した修正座標値を算出するものである。
この座標値修正手段３３Ｂは、現在の内部状態を推定する「濾波」および未来の内部状態を推定する「予測」を行うことで時系列に内部状態を推定し、その内部状態に基づいて、検出座標値および指示座標値の合成を行う。ここで、内部状態とは、出力値となる修正座標値を含む状態ベクトルとする。例えば、座標値（修正座標値）をｙ、その単位時間差分（以下、速度という）をｖとしたとき、状態ベクトルｘを、以下の式（８）により定義する。
【００８７】
【数８】
2006244181.tif 000010
【００８８】
ここでは、座標値修正手段３３Ｂは、第１濾波推定手段３３ａと、第２濾波推定手段３３ｂと、予測推定手段３３ｃと、選択手段３３ｄとを備えている。
【００８９】
第１濾波推定手段３３ａは、検出情報入力手段１０から入力された検出座標値と、第１観測共分散行列算出手段３１Ｂで算出された第１観測共分散行列とに基づいて、後記する予測推定手段３３ｃによって予測された状態ベクトル予測推定値と、状態共分散行列予測推定値とから、現在の状態を推定（濾波）した仮状態ベクトルと仮状態共分散行列とを算出するものである。
すなわち、第１濾波推定手段３３ａは、観測された情報（検出座標値および第１観測共分散行列）に基づいて、予測推定手段３３ｃで予測された状態ベクトル（状態ベクトル予測推定値）および状態共分散行列（状態共分散行列予測推定値）から、現在の状態ベクトル（仮状態ベクトル）および状態共分散行列（仮状態共分散行列）を推定（濾波）するものである。なお、現在の状態は、後記する第２濾波推定手段３３ｂによって、さらに推定が行われるため、この段階では仮の状態となる。
【００９０】
例えば、第１濾波推定手段３３ａは、一般的なカルマンフィルタの濾波推定部による逐次推定処理により推定を行う。ここで、観測された情報である検出座標値をｙa、第１観測共分散行列をＲa、予測推定手段３３ｃにおいて時刻〔ｔ−１〕までの状態から予測した時刻ｔの状態である状態ベクトル予測推定値をｘt|t-1、状態共分散行列予測推定値をＰt|t-1としたとき、第１濾波推定手段３３ａは、仮状態ベクトルｘtmpおよび仮状態共分散行列Ｐtmpを、以下の式（９）により算出する。
【００９１】
【数９】
2006244181.tif 000011
【００９２】
なお、ここで、Ｋaはカルマンフィルタにおけるゲイン（カルマンゲイン）を示している。また、Ｈaは状態量（状態ベクトル）と観測量（座標値）との関係を示す観測行列を示している。また、Ｔは転置を表している。
例えば、観測行列Ｈaは、前記式（８）に示したように、状態ベクトルｘとして、Ｎ次元の座標値（修正座標値）ｙと、その速度ｖとを用いる場合、以下の式（１０）とすることができる。なお、ＩN×NはＮ行Ｎ列の単位行列、ＯN×NはＮ行Ｎ列の零行列を示している。
【００９３】
【数１０】
2006244181.tif 000012
【００９４】
さらに一般化して、推定すべき座標（出力値となる修正座標値）を含んだ状態量（状態ベクトルｘ）と、観測量（検出座標値ｙa）との関係を関数（観測関数）ｈa（ｘ）で表した場合、第１濾波推定手段３３ａは、以下の式（１１）により、仮状態ベクトルｘtmpおよび仮状態共分散行列Ｐtmpを算出する。なお、観測行列Ｈaは、観測関数ｈa（ｘ）を偏微分することにより算出される。
【００９５】
【数１１】
2006244181.tif 000013
【００９６】
このように算出された仮状態ベクトルｘtmpおよび仮状態共分散行列Ｐtmpは、第２濾波推定手段３３ｂに出力される。
【００９７】
第２濾波推定手段３３ｂは、指示情報入力手段２０から入力された指示座標値と、第２観測共分散行列算出手段３２Ｂで算出された第２観測共分散行列とに基づいて、第１濾波推定手段３３ａによって推定された仮状態ベクトルと、仮状態共分散行列とから、現在の状態を推定（濾波）した状態ベクトル濾波推定値と状態共分散行列濾波推定値とを算出するものである。
すなわち、第２濾波推定手段３３ｂは、観測された情報（指示座標値および第２観測共分散行列）に基づいて、第１濾波推定手段３３ａで推定された状態ベクトル（仮状態ベクトル）および状態共分散行列（仮状態共分散行列）から、現在の状態ベクトル（状態ベクトル濾波推定値）および状態共分散行列（状態共分散行列濾波推定値）を推定（濾波）するものである。
【００９８】
例えば、第２濾波推定手段３３ｂは、一般的なカルマンフィルタの濾波推定部による逐次推定処理により推定を行う。ここで、観測された情報である指示座標値をｙm、第２観測共分散行列をＲm、第１濾波推定手段３３ａで推定（濾波）された仮状態ベクトルをｘtmp、仮状態共分散行列をＰtmpとしたとき、第２濾波推定手段３３ｂは、状態ベクトル濾波推定値ｘt|tおよび状態共分散行列濾波推定値Ｐt|tを、以下の式（１２）により算出する。
【００９９】
【数１２】
2006244181.tif 000014
【０１００】
なお、ここで、Ｋmはカルマンフィルタにおけるゲイン（カルマンゲイン）を示している。また、Ｈmは状態量（状態ベクトル）と観測量（座標値）との関係を示す観測行列を示している。また、Ｔは転置を表している。
例えば、観測行列Ｈmは、前記式（８）に示したように、状態ベクトルｘとして、Ｎ次元の座標値（修正座標値）ｙと、その速度ｖとを用いる場合、以下の式（１３）とすることができる。なお、ＩN×NはＮ行Ｎ列の単位行列、ＯN×NはＮ行Ｎ列の零行列を示している。
【０１０１】
【数１３】
2006244181.tif 000015
【０１０２】
さらに一般化して、推定すべき座標（出力値となる修正座標値）を含んだ状態量（状態ベクトルｘ）と、観測量（指示座標値ｙm）との関係を関数（観測関数）ｈm（ｘ）で表した場合、第２濾波推定手段３３ｂは、以下の式（１４）により、状態ベクトル濾波推定値ｘt|tおよび状態共分散行列濾波推定値Ｐt|tを算出する。なお、観測行列Ｈmは、観測関数ｈm（ｘ）を偏微分することにより算出される。
【０１０３】
【数１４】
2006244181.tif 000016
【０１０４】
このように算出された状態ベクトル濾波推定値ｘt|tは、予測推定手段３３ｃと選択手段３３ｄとに出力される。また、状態共分散行列濾波推定値Ｐt|tは、予測推定手段３３ｃに出力される。
【０１０５】
予測推定手段３３ｃは、第２濾波推定手段３３ｂによって算出された状態ベクトル濾波推定値および状態共分散行列濾波推定値を遅延し、予め定めた状態遷移規則に基づいて、現在の状態を推定（予測）した状態ベクトル（状態ベクトル予測推定値）と、その状態ベクトルの共分散行列（状態共分散行列予測推定値）とを算出するものである。
ここでは、予測推定手段３３ｃは、遅延手段３３１と、予測推定値算出手段３３２とを備えている。
【０１０６】
遅延手段３３１は、第２濾波推定手段３３ｂによって算出された状態ベクトル濾波推定値および状態共分散行列濾波推定値を遅延させるものである。この遅延手段３３１は、一般的なメモリ（図示せず）に、状態ベクトル濾波推定値および状態共分散行列濾波推定値を保持し、１時点前（現在の時刻をｔとしたときの〔ｔ−１〕時点）の状態ベクトル濾波推定値および状態共分散行列濾波推定値をメモリから読み出して、予測推定値算出手段３３２に出力する。
【０１０７】
予測推定値算出手段３３２は、遅延手段３３１によって遅延されて出力された状態ベクトル濾波推定値および状態共分散行列濾波推定値から、現在の状態を推定（予測）した状態ベクトル予測推定値と、状態共分散行列予測推定値とを算出するものである。
例えば、予測推定値算出手段３３２は、１時点前（時刻〔ｔ−１〕）の状態ベクトル濾波推定値をｘt-1|t-1、状態共分散行列濾波推定値をＰt-1|t-1、状態遷移規則を示す状態遷移行列をＦ、プロセス雑音の共分散行列をＱとしたとき、現時点（時刻ｔ）の状態ベクトル予測推定値ｘt|t-1および状態共分散行列予測推定値Ｐt|t-1を、以下の式（１５）により算出する。
【０１０８】
【数１５】
2006244181.tif 000017
【０１０９】
なお、式（１５）における状態遷移行列Ｆは、状態遷移を行うための規則（状態遷移規則）として、予め図示を省略した記憶手段に記憶しておく。この状態遷移行列Ｆは、前記式（８）に示したように、状態ベクトルｘとして、Ｎ次元の座標値（修正座標値）ｙと、その速度ｖとを用いる場合、以下の式（１６）とすることができる。なお、ＩN×NはＮ行Ｎ列の単位行列、ＯN×NはＮ行Ｎ列の零行列を示している。
【０１１０】
【数１６】
2006244181.tif 000018
【０１１１】
この式（１６）に示した状態遷移行列Ｆを用いることで、前記式（１５）における状態遷移の予測は、等速度モデルによる予測となる。なお、状態遷移行列Ｆは等速度モデルのみならず、他のモデル（例えば、等加速度モデル等）を予測するための規則を設定することとしてもよい。
【０１１２】
また、前記式（１５）におけるプロセス雑音の共分散行列Ｑは、状態ベクトル濾波推定値ｘt-1|t-1から、状態ベクトル予測推定値ｘt|t-1への遷移において考慮すべき不確かさを共分散行列で表したものであって、等速度モデルのモデル化誤差、外部から加えられるノイズ、外部振動等による外乱を考慮して設定する行列である。
例えば、プロセス雑音の共分散行列Ｑは、半正定値行列として与えることができ、前記式（８）に示したように、状態ベクトルｘとして、Ｎ次元の座標値（修正座標値）ｙと、その速度ｖとを用いる場合、非負のスカラ値ｑを用いて、以下の式（１７）とすることができる。なお、ＩN×NはＮ行Ｎ列の単位行列、ＯN×NはＮ行Ｎ列の零行列を示している。
【０１１３】
【数１７】
2006244181.tif 000019
【０１１４】
この予測推定値算出手段３３２で算出（予測）された状態ベクトル予測推定値と、状態共分散行列予測推定値とは、第１濾波推定手段３３ａに出力される。
【０１１５】
選択手段３３ｄは、第２濾波推定手段３３ｂによって算出された状態ベクトル濾波推定値から、検出対象の位置を選択し、修正座標値として出力するものである。
すなわち、選択手段３３ｄは、時刻ｔにおける状態ベクトル予測推定値ｘt|tから、以下の式（１８）に示すような関数ζを定義することで座標値（修正座標値ｙout）を取り出す。
【０１１６】
【数１８】
2006244181.tif 000020
【０１１７】
この関数ζは、前記式（８）に示したように、状態ベクトルｘとして、Ｎ次元の座標値（修正座標値）ｙと、その速度ｖとを用いる場合、以下の式（１９）とすることができる。なお、ＩN×NはＮ行Ｎ列の単位行列、ＯN×NはＮ行Ｎ列の零行列を示している。
【０１１８】
【数１９】
2006244181.tif 000021
【０１１９】
なお、出力される修正座標値ｙoutは、検出情報入力手段１０から入力された検出座標値や、指示情報入力手段２０から入力された指示座標値と、必ずしも同じ座標系や同じ次元である必要はない。例えば、検出座標値や指示座標値には、画像上（表示装置４の画面上）の２次元座標を用い、修正座標値ｙoutには、図５で示したサッカー競技場における地面上に対応する２次元座標を用いてもよい。この場合、選択手段３３ｄには、映像に対応して、サッカー競技場を撮影したカメラのズーム、パン、チルト等のカメラパラメータを入力することとし、前記式（１８）の関数ζは、そのカメラパラメータに基づいて、座標変換を行うこととする。
【０１２０】
以上説明したように、座標値修正手段３３Ｂは、過去の状態から現在の状態を推定（予測）するとともに、観測情報に基づいて、現在の状態を推定（濾波）するため、観測情報が入力されない場合であっても、適宜座標値を推定して出力することができ、滑らかに修正を行うことができる。
【０１２１】
なお、オンライン座標値修正装置１Ｂは、一般的なコンピュータを、前記した各手段として機能させることで実現することができる。このプログラム（オンライン座標値修正プログラム）は、通信回線を介して配布することも可能であるし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んで配布することも可能である。
【０１２２】
［オンライン座標値修正装置の動作］
次に、図４を参照（構成については、適宜図１および図３参照）して、オンライン座標値修正装置の動作について説明する。図４は、本発明における第２の実施の形態に係るオンライン座標値修正装置の主要動作を示すフローチャートである。ここでは、オンライン座標値修正装置１Ｂにおいて修正座標値を算出する加重合成手段３０Ｂの動作を主に説明することとする。
【０１２３】
まず、オンライン座標値修正装置１Ｂは、検出情報入力手段１０において、位置検出装置２から、検出対象の位置である検出座標値と、その確度を示す信頼性値とが入力されたかどうかを判定する（ステップＳ１０）。
ここで、検出座標値と信頼性値とが入力された場合（ステップＳ１０でＹｅｓ）、オンライン座標値修正装置１Ｂは、第１観測共分散行列算出手段３１Ｂによって、入力された信頼性値から、第１重み係数となる共分散（第１観測共分散行列）を前記式（４）により算出する（ステップＳ１１）。
【０１２４】
そして、オンライン座標値修正装置１Ｂは、座標値修正手段３３Ｂの第１濾波推定手段３３ａによって、ステップＳ１０において入力された検出座標値と、ステップＳ１１において算出された第１観測共分散行列とに基づいて、予測推定手段３３ｃによって予測された状態ベクトル（状態ベクトル予測推定値）と状態共分散行列（状態共分散行列予測推定値）とから、現在の状態を推定した仮状態ベクトルと仮状態共分散行列とを前記式（９）により算出する（第１の濾波推定：ステップＳ１２）。
一方、検出座標値と信頼性値とが入力されていない場合（ステップＳ１０でＮｏ）、第１濾波推定手段３３ａは、予測推定手段３３ｃによって予測された状態ベクトル予測推定値および状態共分散行列予測推定値を、そのまま仮状態ベクトルおよび仮状態共分散行列とする（ステップＳ１３）。
【０１２５】
次に、オンライン座標値修正装置１Ｂは、指示情報入力手段２０において、座標指示装置３から、操作者が指示した位置である指示座標値と、筆圧の強さを示す筆圧値とが入力されたかどうかを判定する（ステップＳ１４）。
ここで、指示座標値と筆圧値とが入力された場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）、オンライン座標値修正装置１Ｂは、第２観測共分散行列算出手段３２Ｂによって、入力された筆圧値から、第２重み係数となる共分散（第２観測共分散行列）を前記式（６）により算出する（ステップＳ１５）。
【０１２６】
そして、オンライン座標値修正装置１Ｂは、座標値修正手段３３Ｂの第２濾波推定手段３３ｂによって、ステップＳ１４において入力された指示座標値と、ステップＳ１５において算出された第２観測共分散行列とに基づいて、第１濾波推定手段３３ａによって算出（濾波）された状態ベクトル（仮状態ベクトル）と状態共分散行列（仮状態共分散行列）とから、現在の状態を推定した状態ベクトル濾波推定値と状態共分散行列濾波推定値とを前記式（１２）により算出する（第２の濾波推定：ステップＳ１６）。
一方、指示座標値と筆圧値とが入力されていない場合（ステップＳ１４でＮｏ）、第２濾波推定手段３３ｂは、第１濾波推定手段３３ａによって算出（濾波）された仮状態ベクトルおよび仮状態共分散行列を、そのまま状態ベクトル濾波推定値および状態共分散行列濾波推定値とする（ステップＳ１７）。
【０１２７】
そして、オンライン座標値修正装置１Ｂは、選択手段３３ｄによって、第２濾波推定手段３３ｂで算出（濾波）された状態ベクトル濾波推定値から、検出対象の位置を選択し、修正座標値として出力する（ステップＳ１８）。
【０１２８】
さらに、オンライン座標値修正装置１Ｂは、予測推定手段３３ｃによって、１時点前の状態ベクトル（状態ベクトル濾波推定値）および状態共分散行列（状態共分散行列濾波推定値）から、現時点の状態ベクトル（状態ベクトル予測推定値）および状態共分散行列（状態共分散行列予測推定値）を、前記式（１５）により算出する（予測推定：ステップＳ１９）。
そして、オンライン座標値修正装置１は、ステップＳ１０に戻って動作を継続する。また、ステップＳ１９で算出（予測）された状態ベクトル予測推定値および状態共分散行列予測推定値は、ステップＳ１２およびステップＳ１３で使用される。
【０１２９】
なお、映像表示手段４０の動作は、第１の実施の形態で説明したオンライン座標値修正装置１と同じであるため、説明を省略する。
以上の動作によって、オンライン座標値修正装置１Ｂは、時系列に入力される検出座標値を、操作者の筆圧の変化に伴って、滑らかに修正することができる。また、オンライン座標値修正装置１Ｂは、検出座標値や指示座標値の入力がない場合であっても、適宜濾波推定、予測推定を行うことで、修正座標値を時系列に出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明における第１の実施の形態に係るオンライン座標値修正装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明における第１の実施の形態に係るオンライン座標値修正装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明における第２の実施の形態に係るオンライン座標値修正装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明における第２の実施の形態に係るオンライン座標値修正装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係るオンライン座標値修正装置が表示装置に表示する表示画面の例を示す図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１、１Ｂ  オンライン座標値修正装置
２      位置検出装置
３      座標指示装置
４      表示装置
１０    検出情報入力手段
２０    指示情報入力手段
３０、３０Ｂ  加重合成手段
３１    第１重み係数算出手段
３１Ｂ  第１観測共分散行列算出手段（第１重み係数算出手段）
３２    第２重み係数算出手段
３２Ｂ  第２観測共分散行列算出手段（第２重み係数算出手段）
３３、３３Ｂ  座標値修正手段
３３ａ  第１濾波推定手段
３３ｂ  第２濾波推定手段
３３ｃ  予測推定手段
３３ｄ  選択手段
４０    映像表示手段
４１    検出座標位置図形作画手段
４２    修正座標位置図形作画手段
４３    映像合成手段
【図１】
2006244181.tif 000022
【図２】
2006244181.tif 000023
【図３】
2006244181.tif 000024
【図４】
2006244181.tif 000025
【図５】
2006244181.tif 000026